CC BY
15УДК 796.3
АНАЛИЗ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ СПОРТСМЕНОВ ИГРОВЫХ ВИДОВ СПОРТА В ПОДГОТОВИТЕЛЬНОМ И СОРЕВНОВАТЕЛЬНОМ ПЕРИОДАХ ПОДГОТОВКИ
Н. В. Иванова, канд. биол. наук, доцент,
Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр спорта»;
Л. Н. Цехмистро, канд. биол. наук,
Белорусский государственный университет физической культуры; Н. И. Кананович, А. А. Навценя
Государственное учреждение «Республиканский научно-практический центр спорта»
Аннотация
В статье представлены особенности функционального состояния кардиоре-спиратюрной системы спортсменов игровых видов спорта в подготовительном и соревновательном периодах подготовки. Достоверных отличий по показателям центральной гемодинамики не наблюдалось, однако в соревновательном периоде отмечалась экономизация в сосудистом звене кровообращения и снижение активности симпатических влияний. В подготовительном периоде наблюдалось достоверное преобладание вагуснъх модуляций. В соревновательном периоде баланс отделов вегетативной нервной системы характеризовался преобладанием активности симпатического отдела. Аритмии вследствие нарушения функции автоматизма преобладали у спортсменов в подготовительном периоде подготовки, в соревновательном -аритмии вследствие нарушения функции проводимости. Функционирование аппарата внешнего дыхания в различные периоды подготовки обеспечивалось повышением функциональных резервов за счет увеличения МВЛ в подготовительном периоде и бронхиальной проходимости в соревновательном периоде.
ANALYSIS OF CARDIORESPIRATORY SYSTEM'S FUNCTIONAL STATE OF THE GAME-BASED SPORT'S SPORTSMEN DURING THE PREPARATORY AND COMPETITIVE PERIOD OF PREPARATION
Abstract
The article represents peculiarities of cardiorespiratory system's functional state of the game-based sport's sportsmen during the preparatory and competitive period of preparation. There weren't observed significant differences in terms of central hemodynamics' indexes, however during competitive period the economization in the vascular component of blood and decreased activity of sympathetic influences had been noted. During the preparatory period there was observed vagal modulations' reliable predominance. During preparatory period the balance of vegetative nervous system's segments was characterized by sympathetic segment's activity's predominance. The arrhythmias due to the dysfunction of automaticity predominated among sportsmen during preparatory period of preparation, during competitive period the arrhythmias due to the cardiac conduction function disorder predominated. Functioning of the organs of external respiration during different periods of preparation was provided by the increase of functional reserves by means of maximum pulmonary ventilation's increasing during the preparatory period and the airway conductance during competitive period.
Введение
При долговременной адаптации к мышечной деятельности перестройки кардио-респираторной системы носят как морфологический, так и функциональный характер и являются результатом систематического применения продолжительных физических нагрузок, требующих мобилизации различных звеньев функциональной системы [1-4].
Цель исследования: оценить особенности функционального состояния кардио-респираторной системы спортсменов игровых видов спорта в подготовительном и соревновательном периодах подготовки.
Методы и организация исследований
Исследование центральной гемодинамики проводилось с помощью компьютерной диагностической методики «Импекард» (Республика Беларусь) методом тетрапо-лярной реографии.
Определялись следующие показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС, уд./мин), систолическое, диастолическое, среднее, артериальное давление (АДс, АДд, АДср., мм рт. ст.), ударный объем крови (УО, мл), минутный объем кровообращения (МОК, л/мин.), сердечный индекс (СИ, л/минхм2). Исследование проводилось в лабораторных условиях в состоянии покоя в положении «лежа».
Временной метод анализа вариабельности сердечного ритма позволяет определить состояние вегетативного гомеостаза и по степени преобладания активности симпатического отдела вегетативной нервной системы, по величине активации подкорковых нервных центров оценить напряжение регуляторных систем.
Изучались следующие показатели: мода (Мо, мс), в физиологическом смысле - это наиболее вероятный уровень функционирования сердечно-сосудистой системы; амплитуда моды (АМо, %) отражает стабилизирующий эффект централизации управления ритмом сердца, который обусловлен, в основном, степенью активации симпатического отдела вегетативной нервной системы; вариационный размах ^ЫЫ, мс) характеризует степень вариативности значений кардиоинтервалов в исследуемом динамическом ряде. Физиологический смысл обычно связывают с активностью парасимпатического отдела вегетативной нервной системы; стандартное отклонение полного массива кардиоинтервалов (SDNN, мс) - суммарный эффект вегетативной регуляции кровообращения; индекс напряжения регуляторных систем (ИН, усл.ед.) отражает степень централизации управления ритмом сердца и характеризует, в основном, активность симпатического отдела вегетативной нервной системы и состояние центрального контура регуляции.
Спектральный анализ проводился для точной количественной оценки периодических процессов в сердечном ритме, с его помощью оценивалась активность отдельных уровней управления ритмом сердца.
Исследовали следующие показатели: высокочастотные колебания (ИР, %) - относительный уровень активности парасимпатического звена регуляции; низкочастотные колебания (ЬР, %) - относительный уровень активности вазомоторного центра; очень низкочастотные колебания (УЬР, %) - относительный уровень активности симпатического звена регуляции; критерий симпато-вагусного баланса, соотношение уровней активности центрального и автономного контуров регуляции (ИР/ЬР) [5].
Для оценки электрокардиограммы использовались временные параметры: внутрипредсердная (Р, мс); предсердно-желудочковая (Р^, мс); внутрижелудочковая проводимость (QRS, мс), электрическая систола желудочков ^Т, мс, QTc, мс); амплитудные параметры: Р, мВ; Q, мВ; Ы, мВ; S, мс; Т, мВ; положение электрической оси сердца - угол а в градусах.
Для определения признаков гипертрофии левого желудочка использовались критерии Соколова-Лайона, ЫотЬШ-Ез1ез и Корнелла.
Вариабельность сердечного ритма и электрокардиограмма регистрировались с помощью компьютеризированной методики «Поли-Спектр» («Нейрософт», г. Иваново, Россия,) в течение 5 минут в положении «лежа».
Изучались следующие показатели спирографии: жизненная емкость легких (ЖЕЛ, л); дыхательный объем (ДО, л); частота дыхания (ЧД в мин.); максимальная вентиляция легких (МВЛ, л/мин.).
Метод пневмотахографии дает возможность оценить состояние бронхиальной проводимости, эластичности грудной клетки. Определяли следующие показатели: форсированная жизненная емкость легких (ФЖЕЛ, л); максимальная объемная скорость воздуха на уровне выдоха 25%, 50%, 75% от форсированной жизненной емкости легких (МОС25, 50, 75, л/с); пиковая объемная скорость выдоха при выполнении
пробы ФЖЕЛ (ПОСвыд., л/с); объем форсированного выдоха за первую секунду маневра ФЖЕЛ (ОФВ1, л/с) и ОФВ1/ЖЕЛ (индекс Тиффно, %) позволяет оценивать проходимость дыхательных путей и мощность дыхательной мускулатуры.
В исследовании приняли участие 150 спортсменов игровых видов спорта, квалификация - КМС, МС, МСМК.
Результаты и обсуждение
Полученные данные свидетельствовали о высоких величинах УО и синусовой брадикардии у спортсменов игровых видов спорта (таблица 1). Достоверных отличий по показателям ЧСС и УО не выявлено в течение годичного цикла тренировки.
Достоверное снижение АД в соревновательном периоде свидетельствовало об экономизации в сосудистом звене кровообращения в соревновательном периоде (рисунок 1). Физиологическая гипотензия появляется в период спортивной формы, то есть наивысшего уровня тренированности, является следствием высокого уровня функционального состояния и исчезает с выходом спортсмена из спортивной формы [3].
Таблица 1 - Показатели центральной гемодинамики и вариабельности сердечного ритма, аппарата внешнего дыхания спортсменов игровых видов спорта
Показатели Подготовительный период Соревновательный период
ЧСС, уд./мин 58,91±8,96 58,49±7,76
УО, мл 100,21±36,77 101,84±28,52
АДс, мм рт. ст. 120,97±11,29 116,77±8,92*
АДд, мм рт. ст. 76,43±7,91 72,07±6,74*
АДср, мм рт. ст.. 91,28±8,07 86,97±6,3*
МОК, л/мин 5,89±2,22 5,98±1,89
СИ, л/мин*м2 3,02±1,2 2,97±0,96
SDNN, мс 79,12±51,6 77,44±41,95
Мо, мс 1055,33±153,7 1069,9±175,85
АМо, % 31,86± 11,11 33,29± 14,42
dRR, мс 348,43±111,47 322,81±111,08**
ИН, усл. ед. 53,11±34,89 62,5±52,97
ИР, % 40,11± 10,71 41,00±15,57
ЬР,% 30,68±9,49 27,64±8,51*
УЬР,% 31,68±14,26 31,38±14,61
ЬР/ИР 0,86±0,48 0,87±0,71
ЖЕЛ, л 5,62±1,03 5,76±0,93
ЖЕЛ, % от должной 104,17±15,75 102,94±15,39
ДО, л 1±0,39 0,99±0,43
ДО, % от должной 121,79±46,84 116,65±48,58
ЧД, в мин 13,95±4,77 15,13±4,71**
ФЖЕЛ, % от должной 108,24±17,03 105,49±17,79
ОФВ1 4,88±0,96 5,08±0,92
ОФВ1, % от должной 108,46±19,22 109,67±18,78
Инд. Тиф. 86,81±8,82 88,23±7,89
Инд. Тиф., % от должной 103,27±10,51 105,8±10,20**
ПОСвыд., л/с 9,17±1,79 9,74±1,66*
ПОСвыд., % от должной 95,96± 18,71 101,93±30,21**
МОС25, % от должной 94,27±18,77 95,63± 16,07
МОС50, % от должной 100,77±25,84 102,15±24,92
МОС75, % от должной 110,96±38,2 112,79±31,46
МВЛ, л/мин 145,35±25,78 128,38±28,68*
МВЛ, % от должной 110,14±18,20 110,41±18,32
Примечание: Здесь и далее: * - Р<0,01; ** - Р<0,05
а
140 ---■ 120 ---100 ---■ 80 ---60 ---■ 40 20 0
121
117
Адс
Подготовительный период
АДд
АДср.
Соревновательный период
Рисунок 1 - Динамика артериального давления спортсменов игровых видов
В подготовительном периоде наблюдалось преобладание вагусных модуляций (р<0,05). Достоверное снижение парасимпатических модуляций выявлено в соревновательном периоде.
Повышенная активность ЬР составляющей спектра указывала на преобладание активности кардиостимуляторного центра в подготовительном периоде (ЬР, р<0,05). По-видимому, наблюдаемые изменения были обусловлены необходимостью мобилизации функциональных резервов регуляторного механизма и связаны с включением в процесс адаптации высших вегетативных центров.
В соревновательном периоде наблюдалась тенденция усиления дыхательных волн (НР). Баланс отделов вегетативной нервной системы характеризовался преобладанием активности симпатического отдела.
Высокая степень адаптации к физической деятельности проявляется не столько в увеличении функциональных возможностей отдельных органов и систем, сколько в совершенствовании их регулирующих механизмов, то есть интеграции моторной и вегетативной функций.
Анализ данных электрокардиограммы свидетельствовал о резко выраженной аритмии у 44 % спортсменов в подготовительном периоде тренировочного цикла в отличие от соревновательного (36,7 %).
Таблица 2 - Электрокардиографические изменения у спортсменов (%)
Показатели Подготовительный период Соревновательный период
Синусовая брадикардия 67 73
Резко выраженная синусовая аритмия (>300 мс) 44 36,7
Эктопический ритм 10,7 7,3
Миграция ритма по предсердиям 12 13,3
Синдром ранней реполяризации желудочков 22,7 15,3
Суправентрикулярная экстрасистолия (единичная) 2,7 4,7
Неполная блокада правой ножки пучка Гиса 14,7 22,7**
Атриовентрикулярная блокада 1-й степени 4 3,3
Вольтажные критерии ГЛЖ 8 18,7
Обращает внимание наличие у спортсменов аритмий вследствие нарушения функции автоматизма (резко выраженная синусовая аритмия, миграция ритма, эктопический ритм), проводимости (НБПНПГ), возбудимости (единичная суправентри-кулярная экстрасистолия). Достоверно увеличилось проявление НБПНПГ в соревновательном периоде (Р<0,05). Следует остановиться на следующих возможных механизмах, вызывающих нарушения ритма у спортсменов: нарушение белкового,
электролитного обмена, дистрофические и воспалительные изменения в миокарде [1-2, 6], изменение тонуса симпатической и парасимпатической нервной системы.
Необходимо подчеркнуть, что данные спирографии и пневмотахографии свидетельствовали о более редком дыхании у спортсменов (р<0,05) и высоких функциональных способностях аппарата внешнего дыхания (р<0,01) в подготовительном периоде.
Анализ полученных экспериментальных данных по исследованию проходимости различных отделов трахеобронхиального дерева показал, что в соревновательном периоде на определенных уровнях наблюдается бронходилятационная реакция (р<0,05).
Результаты сравнительных исследований респираторной реакции показали, что динамика параметров дыхательной системы имеет свои особенности: ниже ЧД и высокая величина МВЛ в подготовительном периоде.
В соревновательном периоде наблюдались более высокие значения некоторых показателей внешнего дыхания (ПОС выдоха, Инд. Тиф., р<0,05; рисунок 2).
Известно, что вентиляция легких зависит от глубины и частоты дыхания и объема мертвого пространства. Способность поддерживать заданный уровень вентиляции легких в свою очередь определяется ЖЕЛ, сопротивлением дыхательных путей, а также силой дыхательных мышц и их аэробными возможностями.
Значительное повышение мощности аппарата внешнего дыхания под влиянием тренировки позволяет полностью обеспечить доступ необходимого количества воздуха в альвеолы, а время, в течение которого альвеолярный воздух контактирует с кровью (около 0,75 секунд), является вполне достаточным для почти полного (98 %) насыщения гемоглобина [4]. Таким образом, доставка атмосферного воздуха в альвеолы, транспорт кислорода через легочные капилляры, скорость насыщения им гемоглобина не являются лимитирующими факторами для аэробной системы энергообеспечения. В то же время российские специалисты Михайлов, Дубилей причисляют респираторную систему к факторам, лимитирующим физическую работоспособность [7, 8]. Так, было показано, что на начальном этапе адаптации к физической нагрузке рост аэробной производительности организма в значительной мере определяется увеличением объема легких и возрастающими вентиляционными возможностями аппарата внешнего дыхания.
На особенности работы легочной вентиляции оказывает влияние также режим мышечной деятельности. Для кратковременных максимальных нагрузок характерно частое, но поверхностное дыхание, что связано с преобладающим расходованием анаэробных источников энергии. Однако если такая нагрузка продолжается более длительное время, когда требуется уже интенсификация окислительных процессов, наблюдается резкое увеличение дыхательного объема.
Таким образом, значительное повышение мощности аппарата внешнего дыхания под влиянием тренировки позволяет полностью обеспечить доступ необходимого количества воздуха в альвеолы, а время, в течение которого альвеолярный воздух контактирует с кровью, является вполне достаточным для почти полного насыщения гемоглобина.
110 105 100
£ 95 90 85 80
ПОС выд. Инд. Тиф.
■ Подготовительный период ■ Соревновательный период
Рисунок 2 - Динамика показателей пневмотахографии спортсменов
игровых видов спорта
Заключение
Достоверных отличий по показателям ЧСС и УО не наблюдалось, однако в соревновательном периоде отмечалась экономизация в сосудистом звене кровообращения и снижение активности симпатических влияний.
В подготовительном периоде наблюдалось достоверное преобладание вагусных модуляций. В соревновательном периоде баланс отделов вегетативной нервной системы характеризовался преобладанием активности симпатического отдела.
Аритмии вследствие нарушения функции автоматизма преобладали у спортсменов в подготовительном периоде подготовки, в соревновательном - аритмии вследствие нарушения функции проводимости.
Функционирование аппарата внешнего дыхания в различные периоды подготовки обеспечивалось повышением функциональных резервов за счет увеличения МВЛ в подготовительном периоде и бронхиальной проходимости в соревновательном периоде.
Список использованной литературы:
1.Граевская, Н.Д. Спортивная медицина. Курс лекций и практические занятия / Н.Д. Гра-евская, Т.И. Долматова. В 2-х частях. Часть 1. - Учебное пособие. - М: Советский спорт, 2004. -304 с.: ил.
2.Граевская, Н.Д. Спортивная медицина. Курс лекций и практические занятия / Н.Д. Гра-евская, Т.И. Долматова. В 2-х частях. Часть 2. Учебное пособие. - М.: Советский спорт, 2004. - 360 с.: ил.
3.Дембо, А.Г. Актуальные проблемы современной спортивной медицины / А.Г. Дембо. - М.: Физкультура и спорт, 1980. - 295 с.
4. Уилмор, Д.Х. Физиология спорта и двигательной активности / Д.Х. Уилмор, Д.Л. Костилл. -Киев: Олимпийская литература, 2001. - 459 с.
5.Task force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophisiology. Heart rate variability. Standarts of measurements, physiological interpretation, and clinical use // Circulation. - 1996. - Vol. 93 - P. 1043-1065.
6.Corrado, D. 12-lead ECG in the athlete: physiological versus pathological abnormalitie / D. Corrado, A. Biffi, С. Basso, A. Pelliccia, G. Thiene // British Journal of Sports Medicine. - 2009. - Vol. 43 (Issues 9). - P. 669-676.
7.Михайлов, В.В. Дыхание спортсмена / В.В. Михайлов. - М.: Физкультура и спорт, 1983. -
102 с.
8.Дубилей, В. В. Физиология и патология системы дыхания у спортсменов / В. В. Дубилей, П.В. Дубилей, С.Н. Кучкин. - Казань: Изд-во Казанского университета, 1991. - 144 с.
20.10.2017
103,27 105,8
~10Т,93-------
95,96
